Sistemas de retenes para ejes desplegados secuencialmente.

Un conjunto de retenes desplegables secuencialmente que comprende:

i) un alojamiento;

ii) una pluralidad de retenes dirigidos hacia el interior (10) dispuestos a lo largo de un interior del alojamiento;

iii) al menos un elemento separador, uno del al menos uno de los elementos separadores que separa cada uno de los retenes de uno adyacente de los retenes; y

iv) al menos un elemento de desviación (12) que contacta una superficie de uno de los retenes cuando el retén está en una condición de carga, desviando el retén hacia una posición de despliegue;

caracterizado porque:

v) cada uno del al menos uno de los elemento de desviación es una junta tórica (12); y

vi) el alojamiento incluye al menos un pasillo de suministro de fluido (40) para suministrar fluido presurizado en una cavidad anular (38) entre la al menos una junta tórica y el alojamiento.

Sistemas de retenes para ejes desplegados secuencialmente.

Campo de la descripción Esta descripción se refiere de manera general a retenes para ejes de rotación u oscilantes y, más particularmente, a sistemas de juntas de repuesto que proporcionan retenes desplegados secuencialmente que acoplan selectivamente elementos en movimiento, tales como ejes de rotación y/u oscilantes, a través de movimiento relativo entre un elemento de barrera y los elementos de retén, y a un aparato para asegurar el despliegue de los retenes, así como a sistemas de juntas de repuesto que tienen alojamientos para fomentar la concentricidad entre los elementos de retén y los elementos en movimiento y resistir fugas de sellado prematuras, según el preámbulo de la reivindicación 1 y como se describe en la US 2003/0173746A.

Antecedentes

En funcionamiento, los retenes proporcionados en ejes en rotación y/u oscilantes de maquinaria de manejo de fluidos tienen una vida útil limitada debido al uso. Al final de la vida útil, se desarrollará una fuga en la interfaz entre el retén estacionario y el eje de rotación y/u oscilante. Cuando se observa una fuga, el funcionamiento de la máquina de manejo de fluido generalmente se debe finalizar y el aparato de sellado debe ser al menos parcialmente desmantelado para sustituir el retén. Tal desmantelamiento y mantenimiento consume mucho tiempo y es caro. Adicionalmente, hay posibilidad de que se pueda sufrir un coste significativo en el tiempo de inactividad del funcionamiento debido a la sustitución del retén.

Los retenes desplegables secuencialmente, tal como se describen en las Especificaciones de Patente de Estados Unidos Nº 6.979.002 [RAMSEY – expedida el 27 de diciembre de 2005] y 7.059.608 [expedida el 13 de junio de 2006], están diseñados de manera que, tras la detección de uso o fuga de un retén que ha estado en acoplamiento de sellado con un eje de rotación y/u oscilante, se despliega un retén de repuesto, ya cargado en una condición de preparado para desplegar. Para desplegar el retén de repuesto, un elemento de barrera o manguito de liberación móvil respecto al retén de repuesto aún a ser desplegado se mueve desde una primera posición entre el retén y el eje a una segunda posición exponiendo el retén al eje. De esta manera, la maquinaria de manejo de fluidos con ejes de rotación y/u oscilantes se puede usar continuamente sin tener que ser desmantelada para la sustitución de juntas. La sustitución solamente es necesaria tras el agotamiento de la vida útil de todos los retenes en un conjunto o cartucho dado de una pluralidad de retenes desplegables secuencialmente.

Debido a la demanda de mayor longevidad de la junta, el material elastomérico del cual están hechos los retenes, tal como Politetrafluoroetileno (PTFE o Teflón ®) , o Gylon® disponible de Garlock, Inc. de Palmyra, Nueva York, generalmente resiste el uso y la fuga. De esta manera, pueden pasar meses o incluso años antes de que un retén se haya desgastado o comience con fugas en la medida que necesita ser desplegado un retén sustituto. Donde hay más de un retén sustituto cargado en una condición de preparado para desplegar, la duración de tiempo antes del despliegue de los retenes posteriores es progresivamente más larga para cada retén sustituto sucesivo. Cuando se almacena durante un largo periodo de tiempo en la condición cargado, preparado para desplegar, el (los) retén (retenes) sustituto (s) puede (n) resistir el despliegue inmediato, incluso cuando el mecanismo desencadenador para liberar el retén, tal como un elemento de barrera o manguito de liberación, se mueva a una posición que permita el despliegue del retén. Las temperaturas frías también pueden ralentizar o impedir el despliegue inmediato del retén sustituto.

Cuando una junta sustituta no se despliega inmediatamente, se encuentra que los operadores de la maquinaria de manejo de fluidos que desean estimular el despliegue del retén a menudo proceden a intentar desencadenar la liberación o despliega de aún otro retén sustituto, y continúan intentando desplegar retenes sustitutos sucesivamente hasta que uno de los retenes se despliega, o hasta que todos los retenes de carga están expuestos por el miembro de barrera o manguito de liberación para el despliegue. Si más de uno de los retenes desencadenados se despliegan al final, puede haber demasiada resistencia al movimiento de rotación y/u oscilante del eje. Otra desventaja de desplegar de manera prematura retenes sucesivos es que la longevidad del conjunto o cartucho de retenes desplegables secuencialmente se disminuye, debido a que cada retén no está siendo utilizado a todo su potencial.

Mientras que la presión positiva del proceso en aplicaciones del mundo real tiende a aumentar el despliegue y mejorar la integridad del acoplamiento de sellado de retenes con ejes de rotación y/u oscilantes alrededor de los cuales se emplean, hay a menudo situaciones donde hay poca o ninguna presión actuando sobre los retenes y ejes en una caja prensaestopas o en otras aplicaciones. Por ejemplo, presiones de tan poco como 5 psi, 0 psi, o incluso presión negativa o vacío, no son infrecuentes. En estas situaciones, hay poca presión para mejorar la integridad del acoplamiento de sellado. Bajo condiciones de vacío, la integridad de los acoplamientos de sellado se puede degradar incluso por la presión negativa.

Por lo tanto sería deseable para un conjunto de retenes desplegables secuencialmente ser dotado con un aparato o mecanismo para asegurar el despliegue inmediato de los retenes cargados, aún a ser desplegados, tras desencadenar la liberación o despliegue de cada uno de tales retenes, con independencia de las condiciones de presión del proceso.

La vida de servicio de un conjunto o cartucho de retenes desplegables secuencialmente se optimiza cuando cada uno de los retenes se utiliza a todo su potencial. Los ejes de rotación u oscilantes en los que se despliegan los retenes experimentan desviación del eje y vibración que puede causar la fuga de sellado prematura. Estas condiciones conducen a lo que se conoce en la técnica como “agotamiento del eje”. Mientras los cartuchos de retenes desplegables secuencialmente se diseñan para tolerar un cierto grado de agotamiento del eje, el

agotamiento total indicado (o “TIR”) puede ser bastante menor, en el orden de 0, 127 mm (0, 005”) , antes de la fuga de sellado. Debido a que los usuarios pueden tener una tendencia a iniciar el despliegue de un retén siguiente sucesivo tras la detección inicial de una fuga, tal fuga de sellado prematura puede provocar una vida de servicio del conjunto o cartucho más corta que la óptima.

Técnica anterior

La Especificación de Patente de Estados Unidos anterior Nº 6.979.002 expedida en la Publicación de Solicitud de Patente de Estado Unidos Nº 2004/0007812A1 [Ramsey – publicada el 15 de junio de 2004] describe: Un conjunto de retenes desplegable secuencialmente que comprende:

i) un alojamiento;

ii) una pluralidad de retenes dirigidos hacia el interior (10) dispuestos a lo largo de un interior del alojamiento;

iii) al menos un elemento separador, uno del al menos uno de los elementos separadores que separa cada uno de los retenes de uno adyacente de los retenes; y

iv) al menos un elemento de desviación (12) que contacta una superficie de uno de los retenes cuando el retén está en una condición de carga, desviando el retén hacia una posición de despliegue.

Declaración de la invención Un conjunto de retenes desplegables secuencialmente según la presente invención y las realizaciones de la misma se definen por las reivindicaciones adjuntas.

Breve descripción de las diversas vistas del dibujo La FIG. 1 es una vista de sección transversal lateral parcial de una pluralidad de retenes, que muestra los elementos de desviación en forma de juntas tóricas para asegurar el despliegue de cada uno de los retenes, y una cavidad entre cada una de las juntas tóricas y el alojamiento al cual se suministra un fluido presurizado a través de un paso de suministro de fluido;

La FIG. 2 es una vista de sección transversal lateral parcial similar a la FIG. 1, y que muestra uno de los retenes que está desviado hacia el eje desplegado contra el eje, y que muestra el elemento de barrera o manguito de liberación interpuesto entre el eje y los retenes restantes no desplegados;

La FIG. 3 es una vista de sección transversal lateral de una pluralidad de retenes, que muestra elementos de desviación en forma de juntas tóricas para asegurar el despliegue de cada uno de los retenes, y una cavidad entre cada una de las juntas tóricas y el alojamiento al que se suministra un fluido... [Seguir leyendo]

1. Un conjunto de retenes desplegables secuencialmente que comprende: i) un alojamiento; ii) una pluralidad de retenes dirigidos hacia el interior (10) dispuestos a lo largo de un interior del alojamiento; iii) al menos un elemento separador, uno del al menos uno de los elementos separadores que separa cada uno de

los retenes de uno adyacente de los retenes; y

iv) al menos un elemento de desviación (12) que contacta una superficie de uno de los retenes cuando el retén está en una condición de carga, desviando el retén hacia una posición de despliegue; caracterizado porque: v) cada uno del al menos uno de los elemento de desviación es una junta tórica (12) ; y vi) el alojamiento incluye al menos un pasillo de suministro de fluido (40) para suministrar fluido presurizado en una cavidad anular (38) entre la al menos una junta tórica y el alojamiento.

2. El conjunto de retenes desplegables secuencialmente de la reivindicación 1, que comprende una cavidad anular (38) entre el alojamiento (20) y una junta tórica (12) ; la cavidad, en uso, que está:

i) sellada por contacto de dicha junta tórica (12) con la superficie delantera de un retén asociado (10) y, ii) suministrada con fluido bajo presión del pasillo de suministro de fluido (40) .

3. El conjunto de retenes desplegables secuencialmente de la reivindicación 1 o la reivindicación 2, que además comprende un depósito presurizado (42) para suministrar fluido presurizado al pasillo de suministro de fluido (40) .

4. El conjunto de retenes desplegables secuencialmente de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en donde al menos una de las juntas tóricas (12) tiene un diámetro interior igual a un diámetro exterior del eje (24) .

5. El conjunto de retenes desplegables secuencialmente de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, que además incluye una trayectoria de rebosamiento (34) por la que, en uso, se puede suministrar un fluido de rebosamiento a un área inmediatamente adyacente a una interfaz entre uno desplegado de los retenes (10) y un eje (24) contra el que está desplegado el retén.

6. El conjunto de retenes desplegables secuencialmente de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, que además comprende un manguito de liberación (22) recibido en el alojamiento y dispuesto alrededor de un eje (24) contra el que van a ser desplegados los retenes (10) , el manguito de liberación que tiene un diámetro interior mayor que el eje y un diámetro exterior mayor que un diámetro interior de cada uno de los retenes, y en donde cada uno de los elementos de desviación de junta tórica (12) desvía el diámetro interior del retén montado adyacentemente en una dirección hacia el manguito de liberación.

7. El conjunto de retenes desplegables secuencialmente de la reivindicación 6, en donde cada una de las juntas tóricas (12) de los elementos de desviación tiene un diámetro interior menor que un diámetro exterior combinado del manguito de liberación (22) y dos veces el espesor de uno de los retenes (10) .

8. El conjunto de retenes desplegables secuencialmente de cualquiera de las reivindicaciones 5 a 7 que dependen de cualquiera de las reivindicaciones 2 a 4, en donde tanto la trayectoria de rebosamiento integral (340) como el paso de suministro de fluido (40) se proporcionan en un único conjunto; por lo cual, en uso el fluido presurizado se puede suministrar a través del paso de suministro de fluido (40) a las cavidades anulares (38) para ayudar a activar los retenes (10) , y un fluido de rebosamiento, presurizado o no presurizado, se puede proporcionar a un área inmediatamente adyacente a la interfaz entre los retenes (10) desplegados y el eje (24) .